《物理總第九章 磁場(chǎng) 專(zhuān)題講座七 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 教科版》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《物理總第九章 磁場(chǎng) 專(zhuān)題講座七 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 教科版（57頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、專(zhuān)題講座七帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專(zhuān)題講座七帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)核心探究核心探究演練提升演練提升 核心探究核心探究 分類(lèi)探究分類(lèi)探究各個(gè)擊破各個(gè)擊破考點(diǎn)一帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)實(shí)例分析考點(diǎn)一帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)實(shí)例分析【典典例例1 1】(2017(2017江江蘇蘇卷卷,15),15)一一臺(tái)臺(tái)質(zhì)質(zhì)譜譜儀儀的的工工作作原原理理如如圖圖所所示示.大大量量的的甲甲、乙乙兩兩種種離離子子飄飄入入電電壓壓為為U U0 0的的加加速速電電場(chǎng)場(chǎng),其其初初速速度度幾幾乎乎為為0,0,經(jīng)經(jīng)過(guò)過(guò)加加速速后后,通通過(guò)過(guò)寬寬為為L(zhǎng) L的的狹狹縫縫MNMN沿沿著著與與磁磁場(chǎng)場(chǎng)垂垂直直的的方方向向進(jìn)進(jìn)入入磁磁感感

2、應(yīng)應(yīng)強(qiáng)強(qiáng)度度為為B B的的勻勻強(qiáng)強(qiáng)磁磁場(chǎng)場(chǎng)中中,最最后后打打到到照照相相底底片片上上.已已知知甲甲、乙乙兩兩種種離離子子的的電電荷荷量量均均為為 +q,+q,質(zhì)質(zhì)量量分分別別為為2m2m和和m,m,圖圖中中虛虛線線為經(jīng)過(guò)狹縫左、右邊界為經(jīng)過(guò)狹縫左、右邊界M,NM,N的甲種離子的運(yùn)動(dòng)軌跡的甲種離子的運(yùn)動(dòng)軌跡.不考慮離子間的相互作用不考慮離子間的相互作用.(1)(1)求甲種離子打在底片上的位置到求甲種離子打在底片上的位置到N N點(diǎn)的最小距離點(diǎn)的最小距離x;x;答案答案:(1)(1)見(jiàn)解析見(jiàn)解析答案答案:(2)(2)見(jiàn)解析見(jiàn)解析(2)(2)在圖中用斜線標(biāo)出磁場(chǎng)中甲種離子經(jīng)過(guò)的區(qū)域在圖中用斜線標(biāo)出磁場(chǎng)

3、中甲種離子經(jīng)過(guò)的區(qū)域,并求該區(qū)域最窄處的寬度并求該區(qū)域最窄處的寬度d;d;(3)(3)若考慮加速電壓有波動(dòng)若考慮加速電壓有波動(dòng),在在(U(U0 0-U)-U)到到(U(U0 0+U)+U)之間變化之間變化,要使甲、乙兩種要使甲、乙兩種離子在底片上沒(méi)有重疊離子在底片上沒(méi)有重疊,求狹縫寬度求狹縫寬度L L滿足的條件滿足的條件.答案答案:(3)(3)見(jiàn)解析見(jiàn)解析多維訓(xùn)練多維訓(xùn)練1.1.電磁流量計(jì)的工作原理電磁流量計(jì)的工作原理(2018(2018河北安國(guó)段考河北安國(guó)段考)()(多選多選)如圖所示如圖所示,一塊長(zhǎng)度一塊長(zhǎng)度為為a,a,寬度為寬度為b,b,厚度為厚度為d d的金屬導(dǎo)體的金屬導(dǎo)體,當(dāng)加有與側(cè)

4、面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)當(dāng)加有與側(cè)面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B,B,且通以圖且通以圖示方向的電流示方向的電流I I時(shí)時(shí),用電壓表測(cè)得導(dǎo)體上、下表面用電壓表測(cè)得導(dǎo)體上、下表面M,NM,N間電壓為間電壓為U.U.已知自由電子已知自由電子的電荷量為的電荷量為e.e.下列說(shuō)法中正確的是下列說(shuō)法中正確的是()A.MA.M板比板比N N板電勢(shì)高板電勢(shì)高B.B.導(dǎo)體單位體積內(nèi)自由電子數(shù)越多導(dǎo)體單位體積內(nèi)自由電子數(shù)越多,電壓表的示數(shù)越大電壓表的示數(shù)越大C.C.導(dǎo)體中自由電子定向移動(dòng)的速度為導(dǎo)體中自由電子定向移動(dòng)的速度為v=v=D.D.導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為CDCD2.2.導(dǎo)導(dǎo)學(xué)學(xué)號(hào)號(hào) 5882

5、6196 58826196 回回旋旋加加速速器器的的工工作作原原理理(2018(2018四四川川成成都都模模擬擬)()(多多選選)粒粒子子回回旋旋加加速速器器的的工工作作原原理理如如圖圖所所示示,置置于于真真空空中中的的D D型型金金屬屬盒盒的的半半徑徑為為R,R,兩兩金金屬屬盒盒間間的的狹狹縫縫很很小小,磁磁感感應(yīng)應(yīng)強(qiáng)強(qiáng)度度為為B B的的勻勻強(qiáng)強(qiáng)磁磁場(chǎng)場(chǎng)與與金金屬屬盒盒盒盒面面垂垂直直,交交變變電電流流的的頻頻率率為為f,f,加加速速器器的的電電壓壓為為U,U,若若中中心心粒粒子子源源處處產(chǎn)產(chǎn)生生的的質(zhì)質(zhì)子子質(zhì)質(zhì)量量為為m,m,電電荷荷量量為為+e,+e,在在加加速速器器中中被被加加速速.不

6、不考慮相對(duì)論效應(yīng)考慮相對(duì)論效應(yīng),則下列說(shuō)法正確是則下列說(shuō)法正確是()A.A.質(zhì)子被加速后的最大速度不能超過(guò)質(zhì)子被加速后的最大速度不能超過(guò)2Rf2RfB.B.加速的質(zhì)子獲得的最大動(dòng)能隨加速電場(chǎng)加速的質(zhì)子獲得的最大動(dòng)能隨加速電場(chǎng)U U增大而增大增大而增大C.C.質(zhì)子第二次和第一次經(jīng)過(guò)質(zhì)子第二次和第一次經(jīng)過(guò)D D型盒間狹縫后軌道半徑之比為型盒間狹縫后軌道半徑之比為 1 1D.D.不改變磁感應(yīng)強(qiáng)度不改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B B和交變電流的頻率和交變電流的頻率f,f,該加速器也可加速其他粒子該加速器也可加速其他粒子ACAC考點(diǎn)二帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)二帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1.1.常見(jiàn)類(lèi)型常見(jiàn)類(lèi)型(1)

7、(1)先電場(chǎng)后磁場(chǎng)先電場(chǎng)后磁場(chǎng)帶電粒子先勻加速帶電粒子先勻加速,后偏轉(zhuǎn)后偏轉(zhuǎn),如圖如圖.帶電粒子先后都偏轉(zhuǎn)帶電粒子先后都偏轉(zhuǎn),如圖如圖.(2)(2)先磁場(chǎng)后電場(chǎng)先磁場(chǎng)后電場(chǎng)帶電粒子先偏轉(zhuǎn)帶電粒子先偏轉(zhuǎn),后勻加速或勻減速后勻加速或勻減速,如圖如圖(甲甲).).帶電粒子先后都偏轉(zhuǎn)帶電粒子先后都偏轉(zhuǎn),如圖如圖(乙乙).).(3)(3)先后兩個(gè)不同的磁場(chǎng)先后兩個(gè)不同的磁場(chǎng)2.2.處理思路處理思路【典典例例2 2】(2017(2017全全國(guó)國(guó)卷卷,24),24)如如圖圖,空空間間存存在在方方向向垂垂直直于于紙紙面面(xOyxOy平平面面)向向里里的的磁磁場(chǎng)場(chǎng).在在x0 x0區(qū)區(qū)域域,磁磁感感應(yīng)應(yīng)強(qiáng)強(qiáng)度度

8、的的大大小小為為B B0 0;x0;x1).1).一一質(zhì)質(zhì)量量為為m m、電電荷荷量量為為q(qq(q0)0)的的帶帶電電粒粒子子以以速速度度v v0 0從從坐坐標(biāo)標(biāo)原原點(diǎn)點(diǎn)O O沿沿x x軸軸正正向向射射入入磁磁場(chǎng)場(chǎng),此此時(shí)時(shí)開(kāi)開(kāi)始始計(jì)計(jì)時(shí)時(shí),當(dāng)當(dāng)粒粒子子的的速速度度方方向向再再次次沿沿x x軸軸正正向時(shí)向時(shí),求求(不計(jì)重力不計(jì)重力)核心點(diǎn)撥核心點(diǎn)撥 (1)(1)粒子從粒子從B B0 0進(jìn)入進(jìn)入BB0 0磁場(chǎng)速率不變磁場(chǎng)速率不變.(1)(1)粒子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間粒子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;核心點(diǎn)撥核心點(diǎn)撥(2)(2)粒子在兩個(gè)磁場(chǎng)各偏轉(zhuǎn)粒子在兩個(gè)磁場(chǎng)各偏轉(zhuǎn)180.180.(2)(2)粒子與粒子與O O點(diǎn)間的距

9、離點(diǎn)間的距離.方法技巧方法技巧 “5 5步步”突破帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題突破帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題多維訓(xùn)練多維訓(xùn)練1.1.導(dǎo)學(xué)號(hào)導(dǎo)學(xué)號(hào) 58826197 58826197 先磁場(chǎng)后電場(chǎng)先磁場(chǎng)后電場(chǎng) 如圖所示如圖所示,在在x x軸上方存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)軸上方存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感磁感應(yīng)強(qiáng)度為應(yīng)強(qiáng)度為B,B,方向垂直紙面向里方向垂直紙面向里.在在x x軸下方存在勻強(qiáng)電場(chǎng)軸下方存在勻強(qiáng)電場(chǎng),方向豎直向上方向豎直向上.一個(gè)一個(gè)質(zhì)量為質(zhì)量為m m、電荷量為、電荷量為q q、重力不計(jì)的帶正電粒子從、重力不計(jì)的帶正電粒子從y y軸上的軸上的a(0,h)a(0,h)點(diǎn)沿點(diǎn)沿y y軸正方軸正方向以某初速度開(kāi)始

10、運(yùn)動(dòng)向以某初速度開(kāi)始運(yùn)動(dòng),一段時(shí)間后一段時(shí)間后,粒子與粒子與x x軸正方向成軸正方向成4545進(jìn)入電場(chǎng)進(jìn)入電場(chǎng),經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)y y軸的軸的b b點(diǎn)時(shí)速度方向恰好與點(diǎn)時(shí)速度方向恰好與y y軸垂直軸垂直.求求:(1)(1)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑R R和速度大小和速度大小v v1 1;(2)(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E;E;(3)(3)粒子從開(kāi)始到第三次經(jīng)過(guò)粒子從開(kāi)始到第三次經(jīng)過(guò)x x軸的時(shí)間軸的時(shí)間t t總總.2.2.先電場(chǎng)后磁場(chǎng)先電場(chǎng)后磁場(chǎng)(2017(2017天津卷天津卷,11),11)平面直角坐標(biāo)系平面直角坐標(biāo)系xOyxOy中中,第第象限存在垂

11、象限存在垂直于平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)直于平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),第第象限存在沿象限存在沿y y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),如圖所示如圖所示.一一帶負(fù)電的粒子從電場(chǎng)中的帶負(fù)電的粒子從電場(chǎng)中的Q Q點(diǎn)以速度點(diǎn)以速度v v0 0沿沿x x軸正方向開(kāi)始運(yùn)動(dòng)軸正方向開(kāi)始運(yùn)動(dòng),Q,Q點(diǎn)到點(diǎn)到y(tǒng) y軸的距離軸的距離為到為到x x軸距離的軸距離的2 2倍倍.粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O O離開(kāi)電場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng)離開(kāi)電場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng),最終從最終從x x軸上的軸上的P P點(diǎn)射點(diǎn)射出磁場(chǎng)出磁場(chǎng),P,P點(diǎn)到點(diǎn)到y(tǒng) y軸距離與軸距離與Q Q點(diǎn)到點(diǎn)到y(tǒng) y軸距離相等軸距離相等.不計(jì)粒子重力不計(jì)粒子重力,問(wèn)問(wèn):(1)(1)粒子到

12、達(dá)粒子到達(dá)O O點(diǎn)時(shí)速度的大小和方向點(diǎn)時(shí)速度的大小和方向;答案答案:(1)v(1)v0 0與與x x軸正方向成軸正方向成4545角斜向上角斜向上(2)(2)電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小之比電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小之比.考點(diǎn)三帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)三帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1.1.帶電體在疊加場(chǎng)中無(wú)約束情況下的運(yùn)動(dòng)情況分類(lèi)帶電體在疊加場(chǎng)中無(wú)約束情況下的運(yùn)動(dòng)情況分類(lèi)(1)(1)洛倫茲力、重力并存洛倫茲力、重力并存若重力和洛倫茲力平衡若重力和洛倫茲力平衡,則帶電體做勻速直線運(yùn)動(dòng)則帶電體做勻速直線運(yùn)動(dòng).若重力和洛倫茲力不平衡若重力和洛倫茲力不平衡,則帶電體將做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)則帶電體將做復(fù)雜的曲線

13、運(yùn)動(dòng).因洛倫茲力不做因洛倫茲力不做功功,故機(jī)械能守恒故機(jī)械能守恒.(2)(2)靜電力、洛倫茲力并存靜電力、洛倫茲力并存(不計(jì)重力的微觀粒子不計(jì)重力的微觀粒子)若靜電力和洛倫茲力平衡若靜電力和洛倫茲力平衡,則帶電體做勻速直線運(yùn)動(dòng)則帶電體做勻速直線運(yùn)動(dòng).若靜電力和洛倫茲力不平衡若靜電力和洛倫茲力不平衡,則帶電體將做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)則帶電體將做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng),因洛倫茲力不因洛倫茲力不做功做功,可用動(dòng)能定理求解問(wèn)題可用動(dòng)能定理求解問(wèn)題.(3)(3)靜電力、洛倫茲力、重力并存靜電力、洛倫茲力、重力并存若三力平衡若三力平衡,一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)一定做勻速直線運(yùn)動(dòng).若重力與靜電力平衡若重力與靜電力平衡,一定做勻

14、速圓周運(yùn)動(dòng)一定做勻速圓周運(yùn)動(dòng).若合力不為零且與速度方向不垂直若合力不為零且與速度方向不垂直,將做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)將做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng),因洛倫茲力不因洛倫茲力不做功做功,可用能量守恒定律或動(dòng)能定理求解問(wèn)題可用能量守恒定律或動(dòng)能定理求解問(wèn)題.2.2.帶電體在疊加場(chǎng)中有約束情況下的運(yùn)動(dòng)帶電體在疊加場(chǎng)中有約束情況下的運(yùn)動(dòng)帶電體在疊加場(chǎng)中受輕桿、輕繩、圓環(huán)、軌道等約束的情況下帶電體在疊加場(chǎng)中受輕桿、輕繩、圓環(huán)、軌道等約束的情況下,常見(jiàn)的運(yùn)常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)形式有直線運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)動(dòng)形式有直線運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)用動(dòng)能定理、能量守恒定律結(jié)合牛頓運(yùn)運(yùn)用動(dòng)能定理、能量守恒定律結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解動(dòng)定律求解.【典例典例3 3

15、】(2017(2017江西師大附中三模江西師大附中三模)如圖所示如圖所示,水平地面上方水平地面上方MNMN邊界左側(cè)存邊界左側(cè)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和沿豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和沿豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)(圖中未畫(huà)出圖中未畫(huà)出),),磁感應(yīng)強(qiáng)磁感應(yīng)強(qiáng)度度B=1.0 T,B=1.0 T,邊界右側(cè)離地面高邊界右側(cè)離地面高h(yuǎn)=0.45 mh=0.45 m處有一水平光滑絕緣平臺(tái)處有一水平光滑絕緣平臺(tái),右邊有一帶右邊有一帶正電的正電的a a球球,質(zhì)量質(zhì)量m ma a=0.1 kg=0.1 kg、電荷量、電荷量q=0.1 C,q=0.1 C,以初速度以初速度v v0 0=0.9=0.9 m/

16、sm/s水平向左運(yùn)水平向左運(yùn)動(dòng)動(dòng),與大小相同但質(zhì)量為與大小相同但質(zhì)量為m mb b=0.05 kg=0.05 kg靜止于平臺(tái)左邊緣的不帶電的絕緣球靜止于平臺(tái)左邊緣的不帶電的絕緣球b b發(fā)生發(fā)生彈性正碰彈性正碰,碰后碰后a a球恰好做勻速圓周運(yùn)動(dòng)球恰好做勻速圓周運(yùn)動(dòng),兩球均視為質(zhì)點(diǎn)兩球均視為質(zhì)點(diǎn),g=10 m/s,g=10 m/s2 2,求求:(1)(1)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向;審題圖示審題圖示解析解析:(1)a(1)a球碰后在疊加場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)球碰后在疊加場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),滿足滿足mg=mg=qEqE,可得可得E=10 N/C.E=10 N/C.a a球帶正電球帶正電,

17、電場(chǎng)力方向向上電場(chǎng)力方向向上,則電場(chǎng)強(qiáng)度方向向上則電場(chǎng)強(qiáng)度方向向上.答案答案:(1)10 N/C(1)10 N/C方向向上方向向上 (2)(2)碰后兩球分別在電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間碰后兩球分別在電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;答案答案:(2)2.1 s(2)2.1 s0.3 s0.3 s解析解析:(3)(3)對(duì)對(duì)a a球有球有x xa a=rcos=0.15 m,=rcos=0.15 m,對(duì)對(duì)b b球有球有x xb b=v=vb bt tb b=0.36 m,=0.36 m,故兩球相距故兩球相距x=xx=xb b-x-xa a0.10 m.0.10 m.答案答案:(3)0.10 m(3)0.10 m(3)(3

18、)碰后兩球落地點(diǎn)相距多遠(yuǎn)碰后兩球落地點(diǎn)相距多遠(yuǎn).方法技巧方法技巧 帶電粒子在疊加場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的處理方法帶電粒子在疊加場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的處理方法多維訓(xùn)練多維訓(xùn)練1.1.電電場(chǎng)場(chǎng)、磁磁場(chǎng)場(chǎng)、重重力力場(chǎng)場(chǎng)疊疊加加 如如圖圖,在在豎豎直直平平面面內(nèi)內(nèi)建建立立直直角角坐坐標(biāo)標(biāo)系系xOyxOy,其其第第一一象象限限存存在在著著正正交交的的勻勻強(qiáng)強(qiáng)電電場(chǎng)場(chǎng)和和勻勻強(qiáng)強(qiáng)磁磁場(chǎng)場(chǎng),電電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)度度的的方方向向水水平平向向右右,磁磁感感應(yīng)應(yīng)強(qiáng)強(qiáng)度度的的方方向向垂垂直直紙紙面面向向里里.一一帶帶電電荷荷量量為為+q+q、質(zhì)質(zhì)量量為為m m的的微微粒粒從從原原點(diǎn)點(diǎn)出出發(fā)發(fā)沿沿與與x x軸軸正正方方向向的的夾夾角角為為4545 的

19、的初初速速度度進(jìn)進(jìn)入入復(fù)復(fù)合合場(chǎng)場(chǎng)中中,正正好好做做直直線線運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng),當(dāng)當(dāng)微微粒粒運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)到到A(l,lA(l,l)時(shí)時(shí),電電場(chǎng)場(chǎng)方方向向突突然然變變?yōu)闉樨Q豎直直向向上上(不不計(jì)計(jì)電電場(chǎng)場(chǎng)變變化化的的時(shí)時(shí)間間),),粒粒子子繼繼續(xù)續(xù)運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)一段時(shí)間后一段時(shí)間后,正好垂直于正好垂直于y y軸穿出復(fù)合場(chǎng)軸穿出復(fù)合場(chǎng).不計(jì)一切阻力不計(jì)一切阻力,求求:(1)(1)電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度E E的大小的大小;(2)(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B B的大小的大小;(3)(3)粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間.(2)t=2t(2)t=2t0 0時(shí)刻粒子時(shí)刻粒子P P的位置的位置;(3)(3)帶電粒子在

20、運(yùn)動(dòng)中距離原點(diǎn)帶電粒子在運(yùn)動(dòng)中距離原點(diǎn)O O的最遠(yuǎn)距離的最遠(yuǎn)距離L.L.演練提升演練提升 真題體驗(yàn)真題體驗(yàn)強(qiáng)化提升強(qiáng)化提升1.1.質(zhì)質(zhì)譜譜儀儀的的工工作作原原理理(2016(2016全全國(guó)國(guó)卷卷,15),15)現(xiàn)現(xiàn)代代質(zhì)質(zhì)譜譜儀儀可可用用來(lái)來(lái)分分析析比比質(zhì)質(zhì)子子重重很很多多倍倍的的離離子子,其其示示意意圖圖如如圖圖所所示示,其其中中加加速速電電壓壓恒恒定定,質(zhì)質(zhì)子子在在入入口口處處從從靜靜止止開(kāi)開(kāi)始始被被加加速速電電場(chǎng)場(chǎng)加加速速,經(jīng)經(jīng)勻勻強(qiáng)強(qiáng)磁磁場(chǎng)場(chǎng)偏偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)后后從從出出口口離離開(kāi)開(kāi)磁磁場(chǎng)場(chǎng).若若某某種種一一價(jià)價(jià)正正離離子子在在入入口口處處從從靜靜止止開(kāi)開(kāi)始始被被同同一一加加速速電電場(chǎng)場(chǎng)加加速速

21、,為為使使它它經(jīng)經(jīng)勻勻強(qiáng)強(qiáng)磁磁場(chǎng)場(chǎng)偏偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)后后仍仍從從同同一一出出口口離離開(kāi)開(kāi)磁磁場(chǎng)場(chǎng),需需將將磁磁感感應(yīng)應(yīng)強(qiáng)強(qiáng)度度增增加加到到原原來(lái)來(lái)的的1212倍倍.此此離離子子跟跟質(zhì)子的質(zhì)量比約為質(zhì)子的質(zhì)量比約為()A.11A.11 B.12 B.12C.121C.121 D.144 D.144D D2.2.霍霍爾爾元元件件的的工工作作原原理理(2014(2014江江蘇蘇卷卷,9)(,9)(多多選選)如如圖圖所所示示,導(dǎo)導(dǎo)電電物物質(zhì)質(zhì)為為電電子子的的霍霍爾爾元元件件位位于于兩兩串串聯(lián)聯(lián)線線圈圈之之間間,線線圈圈中中電電流流為為I,I,線線圈圈間間產(chǎn)產(chǎn)生生勻勻強(qiáng)強(qiáng)磁磁場(chǎng)場(chǎng),磁磁感感應(yīng)應(yīng)強(qiáng)強(qiáng)度度大大小小B

22、B與與I I成成正正比比,方方向向垂垂直直于于霍霍爾爾元元件件的的兩兩側(cè)側(cè)面面,此此時(shí)時(shí)通通過(guò)過(guò)霍霍爾爾元元件件的的電電流流為為I IH H,與與其其前前后后表表面面相相連連的的電電壓壓表表測(cè)測(cè)出出的的霍霍爾爾電電壓壓U UH H滿滿足足:U:UH H=k=k ,式式中中k k為為霍霍爾爾系系數(shù)數(shù),d,d為為霍霍爾爾元元件件兩兩側(cè)側(cè)面面間間的的距距離離.電電阻阻R R遠(yuǎn)遠(yuǎn)大大于于R RL L,霍霍爾爾元元件件的的電電阻阻可可以忽略以忽略,則則()A.A.霍爾元件前表面的電勢(shì)低于后表面霍爾元件前表面的電勢(shì)低于后表面B.B.若電源的正負(fù)極對(duì)調(diào)若電源的正負(fù)極對(duì)調(diào),電壓表將反偏電壓表將反偏C.IC.I

23、H H與與I I成正比成正比D.D.電壓表的示數(shù)與電壓表的示數(shù)與R RL L消耗的電功率成正比消耗的電功率成正比CDCD3.3.帶帶電電微微粒粒在在復(fù)復(fù)合合場(chǎng)場(chǎng)中中直直線線運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)(2017(2017全全國(guó)國(guó)卷卷,16),16)如如圖圖,空空間間某某區(qū)區(qū)域域存存在在勻勻強(qiáng)強(qiáng)電電場(chǎng)場(chǎng)和和勻勻強(qiáng)強(qiáng)磁磁場(chǎng)場(chǎng),電電場(chǎng)場(chǎng)方方向向豎豎直直向向上上(與與紙紙面面平平行行),),磁磁場(chǎng)場(chǎng)方方向向垂垂直直于于紙紙面面向向里里,三三個(gè)個(gè)帶帶正正電電的的微微粒粒a,b,ca,b,c電電荷荷量量相相等等,質(zhì)質(zhì)量量分分別別為為m ma a,m,mb b,m,mc c,已已知知在在該該區(qū)區(qū)域域內(nèi)內(nèi),a,a在在紙紙面面內(nèi)內(nèi)

24、做做勻勻速速圓圓周周運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng),b,b在在紙紙面面內(nèi)內(nèi)向向右右做做勻勻速速直直線線運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng),c,c在在紙紙面面內(nèi)內(nèi)向向左左做做勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng).下列選項(xiàng)正確的是下列選項(xiàng)正確的是()A.mA.ma a m mb bmmc cB.mB.mb bmma ammc cC.mC.mc cmma a m mb bD.mD.mc c m mb bmma aB B解析解析:微粒微粒a a做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由洛倫茲力提供做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由洛倫茲力提供,且且m ma ag=qE;g=qE;微粒微粒b b的受的受力關(guān)系為力關(guān)系為m mb bg=qE+qvg=qE+qvb bB;B;微粒微粒c c的受

25、力關(guān)系為的受力關(guān)系為m mc cg=qE-qvg=qE-qvc cB,B,所以所以m mb bmma ammc c,選項(xiàng)選項(xiàng)B B正確正確.4 4.帶帶電電粒粒子子在在復(fù)復(fù)合合場(chǎng)場(chǎng)中中的的運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)(2 20 01 18 8 廣廣東東仲仲元元期期末末)如如圖圖所所示示的的平平行行板板之之間間,存存在在著著相相互互垂垂直直的的勻勻強(qiáng)強(qiáng)磁磁場(chǎng)場(chǎng)和和勻勻強(qiáng)強(qiáng)電電場(chǎng)場(chǎng),磁磁場(chǎng)場(chǎng)的的磁磁感感應(yīng)應(yīng)強(qiáng)強(qiáng)度度B B1 1=0 0.2 20 0 T T,方方向向垂垂直直紙紙面面向向里里,電電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)度度E E1 1=1 1.0 01 10 05 5 V V/m m,P PQ Q為為板板間間中中線線.緊緊靠靠平平行

26、行板板右右側(cè)側(cè)邊邊緣緣x xO Oy y坐坐標(biāo)標(biāo)系系的的第第一一象象限限內(nèi)內(nèi),有有一一邊邊界界線線A AO O,與與y y軸軸的的夾夾角角A AO Oy y=4 45 5 ,邊邊界界線線的的上上方方有有垂垂直直紙紙面面向向外外的的勻勻強(qiáng)強(qiáng)磁磁場(chǎng)場(chǎng),磁磁感感應(yīng)應(yīng)強(qiáng)強(qiáng)度度B B2 2大大小小未未知知,邊邊界界線線的的下下方方有有水水平平向向右右的的勻勻強(qiáng)強(qiáng)電電場(chǎng)場(chǎng),電電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)度度E E2 2=5 5.0 01 10 04 4 V V/m m,在在x x軸軸上上固固定定一一水水平平的的熒熒光光屏屏.一一束束帶帶電電荷荷量量q q=8 8.0 01010-19-19C C、質(zhì)量、質(zhì)量m=8.0m=8

27、.01010-26-26 kg kg的正離子從的正離子從P P點(diǎn)射入平行板間點(diǎn)射入平行板間,沿中線沿中線PQPQ做直線運(yùn)動(dòng)做直線運(yùn)動(dòng),穿出平行板后從穿出平行板后從y y軸上坐標(biāo)為軸上坐標(biāo)為0 m,(+1)m0 m,(+1)m的的Q Q點(diǎn)垂直點(diǎn)垂直y y軸射入磁場(chǎng)區(qū)軸射入磁場(chǎng)區(qū),不計(jì)離子不計(jì)離子的重力的重力,假設(shè)離子射出磁場(chǎng)后不再返回磁場(chǎng)假設(shè)離子射出磁場(chǎng)后不再返回磁場(chǎng).求求:(1)(1)離子在平行板間運(yùn)動(dòng)的速度大小離子在平行板間運(yùn)動(dòng)的速度大小.解析解析:(1)(1)設(shè)離子的速度大小為設(shè)離子的速度大小為v,v,由于沿中線由于沿中線PQPQ做直線運(yùn)動(dòng)做直線運(yùn)動(dòng),則有則有qEqE1 1=qvB=qvB1 1,代入數(shù)據(jù)解得代入數(shù)據(jù)解得v=5.010v=5.0105 5 m/s.m/s.答案答案:(1)5.0(1)5.010105 5 m/sm/s(2)(2)要使離子都不能打到要使離子都不能打到x x軸上軸上,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B B 應(yīng)滿足什么條件應(yīng)滿足什么條件?答案答案:(2)B(2)B2 20.05 T0.05 T(3)(3)若若B B2 2=T,=T,最后離子打到水平的熒光屏上的位置最后離子打到水平的熒光屏上的位置C,C,求離子打到熒光屏上求離子打到熒光屏上的位置的位置C C時(shí)的動(dòng)能時(shí)的動(dòng)能.答案答案:(3)6.83(3)6.831010-14-14 J J